虚拟现实里那些感知技术和身体感觉的结合到底怎么实现的？

虚拟现实的目标是欺骗我们的大脑,让它相信虚拟世界是真实的，这不仅仅是靠眼睛看到的画面，而是要把我们整个身体的感知系统都调动起来，就是通过技术手段，模拟出我们在现实世界中接收到的各种感觉信号，并让它们协调一致，这背后主要依赖于几种核心技术的结合。

视觉，这是最基础也是目前最成熟的部分。 头戴显示器（VR头显）是核心设备，它通过两块高分辨率的屏幕，分别向我们的左右眼显示有细微差异的图像，这模仿了人眼在现实中的视差，从而产生立体的深度感，为了应对我们转动头部时看到的景象变化，头显里内置了陀螺仪、加速度计等运动传感器，这些传感器能实时追踪头部的转动和移动，并迅速调整屏幕上的画面，让我们感觉自己是“身临其境”地在环顾四周，如果这个反应速度不够快，就会产生延迟，导致头晕恶心，这就是为什么高刷新率和低延迟对VR体验至关重要。（来源：基于Oculus、HTC Vive等消费级VR设备的技术原理说明）

光是看到还不够，我们需要和虚拟世界互动，这就涉及到动作追踪和触觉反馈。 手柄是目前最主流的交互工具，它们也内置了运动传感器，可以追踪我们手部的位置和动作，让我们在虚拟世界里看到自己的“虚拟双手”，更重要的是，手柄上通常会有震动马达，当你用虚拟手枪开枪、用剑砍中物体或者触摸虚拟界面时，手柄会发出不同强度和频率的震动，这种简单的震动就是一种最基础的“触觉反馈”，它给你的皮肤和肌肉传递了一个信号：你碰到了东西，虽然它还远远比不上真实的触感，但这种即时的反馈极大地增强了互动的真实感。（来源：对VR控制器如Oculus Touch、Valve Index控制器功能的普遍描述）

为了更进一步的沉浸感，科技公司还在研究更高级的身体感觉模拟技术。 有些高端VR设备开始尝试“力反馈”，这不仅仅是震动，而是能模拟出力的感觉，当你拉一个虚拟的弓弦时，手柄中的电机会产生一个实实在在的阻力，让你的肌肉感觉到紧绷，就像真的在拉弓一样，再进一步，还有“触觉反馈手套”，这种手套的手指部位有多个微小的震动马达或气动装置，可以模拟出触摸不同材质（如粗糙的石头、光滑的玻璃）的纹理感，甚至模拟虚拟物体在手中形状。（来源：对如HaptX Gloves等专业触觉设备的技术报道）

甚至，研究者们还在探索如何欺骗我们的前庭系统，也就是负责平衡感的器官。 在VR中，我们经常会有“移动”的视觉体验，比如坐过山车或驾驶飞船，但我们的身体实际是静止的，这种视觉运动和身体静止的不匹配是导致晕动症的主要原因，为了解决这个问题，出现了“万向行动平台”这样的设备，它是一个可以倾斜、移动的平台，当你戴着VR头显在虚拟世界里加速、刹车或转弯时，平台会做出相应的物理倾斜或移动，让你的内耳前庭器官感受到相应的加速度，从而“骗过”大脑，减少不适感，增强移动的真实性。（来源：对VR主题公园和高端模拟器中使用的动感平台技术的介绍）

声音也是营造沉浸感的关键一环。 VR中的声音是“空间音频”，意思是声音听起来是有来源和方向的，一个虚拟的敌人从你身后悄悄靠近，你听到的脚步声会先从右耳后方传来，当你转过头，声音会平滑地转移到你的正前方，这种技术模拟了现实中声音通过头部和耳廓反射后被我们感知的过程，让我们不靠眼睛也能判断出声源的方位，极大地增强了环境的真实感和紧张感。（来源：基于杜比全景声、Oculus Spatializer等3D音频技术的原理）

虚拟现实中感知技术和身体感觉的结合,是一个精心设计的“骗局”，它通过头显欺骗视觉，通过手柄和高级触觉设备欺骗触觉和力觉，通过运动平台欺骗平衡感，再辅以空间音频欺骗听觉，当所有这些信号同步、一致地传递给大脑时，我们就会暂时放下对现实世界的感知，全身心地投入到那个并不存在的数字世界之中，目前的技术还在不断发展，未来的目标是实现更精细、更全面的感官模拟，让我们在虚拟世界中的感受无限接近现实。